基于稳定金属有机骨架的光调控多元高效气相色谱分离新方法

Metal-Organic Frameworks (MOFs) with high surface area, tunable pore structure and properties are hot materials in inorganic chemistry. Utilization of MOFs as stationary phases in gas chromatography arises analysts' attentions and becomes one of the frontier topics. Stimulus-response properties in MOFs is recently discovered in unstable MOF systems. Stable MOFs with photoactive group is of great importance to gas chromatographic applications as potential dual stationary phases under UV irradiation. Based on the recent progress in MOF chemistry, we propose the design of stable photoactive MOFs as dual stationary phases for gas chromatographic separation of isomers. The potential mechanisms include light-driven transformation of structures, polarities, sizes, and functional groups. This application will support the innovations of gas chromatography and stationary phases in China.

金属有机骨架（MOFs）是一类具有高比表面积、可调控孔道结构性质的无机固体材料。新颖MOFs作为分离介质是气相色谱固定相研究的前沿课题。基于环境刺激引发MOFs孔道结构性质变化的研究刚刚起步，急需发展以稳定MOFs为主体的光调控材料，并探索其在新颖气相色谱分离方法中的创新应用。本申请书立足MOFs领域研究的前沿进展，提出了构建基于光调控的稳定MOFs作为气相色谱固定相的构想。在光调控下MOFs在孔道尺寸、形状、极性、表面基团等发生变化，形成可控的不同种类的色谱固定相，用于完成多元化的色谱分离任务。此基础科学问题的研究和解决，有助于我国研发具有自主知识产权的新型气相色谱固定相和新型气相色谱仪。

构建目标物的高选择性分离和特异性识别界面是色谱分析中的关键科学问题。本项目拟在色谱分离富集研究中引入光、热、压等外部刺激对分离与富集材料进行结构调控，提高关键目标物的分离选择性并应用于复杂样品的分离富集。提出了基于金属有机骨架纳米片基质的激光解吸小分子电离新方法。发现了金属有机骨架纳米片堆叠结构中的扭转现象，提出了热响应的去扭转化调控新策略。涂覆了首根基于金属有机骨架纳米片的毛细管气相色谱柱，实现了对位/间位取代苯异构体的高效分离。发现了Cu-4,4’联吡啶纳米片对糜蛋白酶的识别与抑制作用，揭示了静电作用和配位作用协调机理，验证了His-57识别位点。开展了Ti-2,5-二羟基对苯二甲酸纳米片、埃及蓝纳米片磷酸化肽富集研究，应用于富集模型动物小鼠组织样品的单/多磷酸化肽。上述研究可能为疾病早期诊断及蛋白药物开发提供高灵敏度的分析新方法。